JPS5910950B2 - 粒界絶縁型半導体磁器組成物 - Google Patents
粒界絶縁型半導体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS5910950B2 JPS5910950B2 JP53002532A JP253278A JPS5910950B2 JP S5910950 B2 JPS5910950 B2 JP S5910950B2 JP 53002532 A JP53002532 A JP 53002532A JP 253278 A JP253278 A JP 253278A JP S5910950 B2 JPS5910950 B2 JP S5910950B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor ceramic
- grain boundary
- ceramic composition
- weight
- apparent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はチタン酸ストロンチウムを主体とする粒界絶
縁型半導体磁器組成物に関するものであ・ Ｊ る。
縁型半導体磁器組成物に関するものであ・ Ｊ る。
結晶粒界に絶縁層を形成した半導体磁器の両面に電極を
形成することにより、大きな見掛誘電率を有するコンデ
ンサが得られることは知られている。
形成することにより、大きな見掛誘電率を有するコンデ
ンサが得られることは知られている。
”ｏ この半導体磁器には従来チタン酸バリウム系のも
のが用いられていたが、最高６９、０００もの大きな見
掛誘電率が得られるものの、誘電損失（ｔａｎδ）が平
均５〜６％と大きく、また＋２０℃を基準としたとき−
３０℃から＋８５℃の温度範１５囲において見掛誘電率
の温度特性が±４０％と大きいものであつた。
のが用いられていたが、最高６９、０００もの大きな見
掛誘電率が得られるものの、誘電損失（ｔａｎδ）が平
均５〜６％と大きく、また＋２０℃を基準としたとき−
３０℃から＋８５℃の温度範１５囲において見掛誘電率
の温度特性が±４０％と大きいものであつた。
上記した欠点を改善したものとしてチタン酸ストロンチ
ウムを主体としたものがある。
ウムを主体としたものがある。
たとえばチタン酸ストロンチウムにニオブ（Ｎｂ）、タ
ルタｘ ン（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）を添加し、こ
れを還元雰囲気中で焼成して半導体磁器を作り、両面に
酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を塗布してこれを酸化雰囲
気中で熱処理することにより、結晶粒界に絶縁層を形成
したものがあり、見掛誘電率が２５５０、０００以上で
誘電損失（をａｌδ）が１％以下と良好な結果を示して
いるが、＋２０℃を基準としたとき−３０℃〜＋８０℃
の温度範囲において、見掛誘電率の温度特性力壮１３％
を越え、また焼成磁器同志のくつつきが見られた。
ルタｘ ン（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）を添加し、こ
れを還元雰囲気中で焼成して半導体磁器を作り、両面に
酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を塗布してこれを酸化雰囲
気中で熱処理することにより、結晶粒界に絶縁層を形成
したものがあり、見掛誘電率が２５５０、０００以上で
誘電損失（をａｌδ）が１％以下と良好な結果を示して
いるが、＋２０℃を基準としたとき−３０℃〜＋８０℃
の温度範囲において、見掛誘電率の温度特性力壮１３％
を越え、また焼成磁器同志のくつつきが見られた。
３０また、チタン酸ストロンチウムにセリウム（Ｃｅ）
またはデイスプロシウム（Ｄｙ）を添加し、上記したと
同様にして作成した半導体磁器は見掛誘電率の温度特性
が±２０％、誘電損失（ｔａｎδ）が２〜３％と悪く、
見掛誘電率も３０、０００程度ｘ しか得られていなか
つた。
またはデイスプロシウム（Ｄｙ）を添加し、上記したと
同様にして作成した半導体磁器は見掛誘電率の温度特性
が±２０％、誘電損失（ｔａｎδ）が２〜３％と悪く、
見掛誘電率も３０、０００程度ｘ しか得られていなか
つた。
上記した種々の問題を検討した結果、見掛誘電率の大き
い半導体磁器を得るには一定以上の粒径をもつ磁器であ
ること、粒成長のしやすさはペロブスカイト型構造、Ａ
ＢＯ３のＡサイトの原子数とＢサイトの原子数の比に大
きく依存すること、またその比が１：１．００３付近に
おいて最良の結果が得られること、などが判明した。
い半導体磁器を得るには一定以上の粒径をもつ磁器であ
ること、粒成長のしやすさはペロブスカイト型構造、Ａ
ＢＯ３のＡサイトの原子数とＢサイトの原子数の比に大
きく依存すること、またその比が１：１．００３付近に
おいて最良の結果が得られること、などが判明した。
また、従来公知である半導体化剤を単成分で加えるとこ
ろを、半導体化剤としてＡサイト置換する元素とＢサイ
ト置換する元素の両方を加えることにより、単体の半導
体化剤としてＮｂを添加したものにみられるように、敷
粉などと反応して磁器同志がくつつくという現象が解消
でき、得られた半導体磁器を酸化させる場合その酸化の
度合を制岬しやすいという利点があることを解明した。
ろを、半導体化剤としてＡサイト置換する元素とＢサイ
ト置換する元素の両方を加えることにより、単体の半導
体化剤としてＮｂを添加したものにみられるように、敷
粉などと反応して磁器同志がくつつくという現象が解消
でき、得られた半導体磁器を酸化させる場合その酸化の
度合を制岬しやすいという利点があることを解明した。
この発明はこのような現象を追及した結果見い出された
もので、見掛誘電率が大きいとともに、その温度特性が
良好であり、誘電損失も小さく、さらには焼成温度の変
化による特性変化が小さいなど、すぐれた特性を有する
粒界絶縁型半導体磁器組成物を提供せんとするものであ
る。すなわち、この発明の要旨とするところは、チタン
酸ストロンチウムまたはその固溶体が９４．０〜９９．
９重量％、ランタン（４）が０．０５〜３．０重量％ニ
オブ、タンタルおよびタングステンのうち少なくとも１
種（Ｂ）が０．０５〜３．０重量％で、かづＡ），（Ｂ
）がそれぞれ第１図および次に示す各点Ａ，ｂ，ｃ，ｄ
，ｅ，ｆ，ｇおよびｈで囲まれるモル％の範囲にある半
導体磁器の結晶粒界に絶縁層が形成されていることを特
徴とするものである。
もので、見掛誘電率が大きいとともに、その温度特性が
良好であり、誘電損失も小さく、さらには焼成温度の変
化による特性変化が小さいなど、すぐれた特性を有する
粒界絶縁型半導体磁器組成物を提供せんとするものであ
る。すなわち、この発明の要旨とするところは、チタン
酸ストロンチウムまたはその固溶体が９４．０〜９９．
９重量％、ランタン（４）が０．０５〜３．０重量％ニ
オブ、タンタルおよびタングステンのうち少なくとも１
種（Ｂ）が０．０５〜３．０重量％で、かづＡ），（Ｂ
）がそれぞれ第１図および次に示す各点Ａ，ｂ，ｃ，ｄ
，ｅ，ｆ，ｇおよびｈで囲まれるモル％の範囲にある半
導体磁器の結晶粒界に絶縁層が形成されていることを特
徴とするものである。
上記した半導体磁器の組成のうち、チタン酸ストロンチ
ウムまたはその固溶体とは、ＳｒＴｉｚＯ３のほか、（
Ｓｒｌ一遅Ｅｌｘ）（Ｔｉ，−，Ｍｅ２，）ＺＯ３・・
・・・・・・・１として表わされるものである。
ウムまたはその固溶体とは、ＳｒＴｉｚＯ３のほか、（
Ｓｒｌ一遅Ｅｌｘ）（Ｔｉ，−，Ｍｅ２，）ＺＯ３・・
・・・・・・・１として表わされるものである。
ただし、Ｍｅｌ：Ｂａ，Ｃａ，Ｍｅ２：ＺｒＯ〈ｘ＜０
．０５，０＜ｙ＜０．０５，０．９７くＺ〈１．０３ この中でｘ量，ｙ量が０．０５を越えると見掛誘電率が
３０，０００未満になる。
．０５，０＜ｙ＜０．０５，０．９７くＺ〈１．０３ この中でｘ量，ｙ量が０．０５を越えると見掛誘電率が
３０，０００未満になる。
またＺ量が０．９７未満になると焼成温度が高くなり、
誘電損失が１％を越える。逆にＺ量が１．０３を越える
と焼成温度が高くなり、焼成磁器間のくつつきが多くな
る。（Ａ），（Ｆ３）がそれぞれ０．０５モル未満にな
ると誘電損失が１％を越え、逆に３モル％を越えると見
掛誘電率に対する破壊電圧の比が小さくなるという現象
が見られる。また、（Ａ），［Ｆ］）が第１図に示すＡ
，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇおよびｈの各点を結ぶ線で囲
まれる範囲に限定したのは、この範囲外になると見掛誘
電率の温度特性が±１０％を越えたり、見掛誘電率に対
する破壊電圧の比が小さくなるとともに誘電損失が大き
くなるからである。結晶粒界に形成する絶縁層としては
、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｃ，Ｓ
ｂ，ＢｉおよびＴｌのうち少なくとも１種以上からなる
ものがあり、いずれの組み合わせによるものでもよい。
誘電損失が１％を越える。逆にＺ量が１．０３を越える
と焼成温度が高くなり、焼成磁器間のくつつきが多くな
る。（Ａ），（Ｆ３）がそれぞれ０．０５モル未満にな
ると誘電損失が１％を越え、逆に３モル％を越えると見
掛誘電率に対する破壊電圧の比が小さくなるという現象
が見られる。また、（Ａ），［Ｆ］）が第１図に示すＡ
，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇおよびｈの各点を結ぶ線で囲
まれる範囲に限定したのは、この範囲外になると見掛誘
電率の温度特性が±１０％を越えたり、見掛誘電率に対
する破壊電圧の比が小さくなるとともに誘電損失が大き
くなるからである。結晶粒界に形成する絶縁層としては
、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｃ，Ｓ
ｂ，ＢｉおよびＴｌのうち少なくとも１種以上からなる
ものがあり、いずれの組み合わせによるものでもよい。
以下この発明を実施例に従つて詳述する。
実施例 １
第１表に示す組成比率の半導体磁器が得られるように、
ＳｒＴｌＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＢａＺｒ
Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＷＯ３の
各原料を用意し、これらの各原料を秤量してバインダで
ある酢酸ビニル系樹脂とともに湿式ボールミルで７時間
粉砕した。
ＳｒＴｌＯ３，ＣａＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＢａＺｒ
Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＷＯ３の
各原料を用意し、これらの各原料を秤量してバインダで
ある酢酸ビニル系樹脂とともに湿式ボールミルで７時間
粉砕した。
粉砕したのち約５０メツシユに造粒し、油圧プレスにて
直径１０．０ｍｍ１厚み０．５１１ｔ７１Ｌの円板に成
型した。次いで成型円板を大気中１１５０℃で２時間仮
焼してバインダを燃焼させた。
直径１０．０ｍｍ１厚み０．５１１ｔ７１Ｌの円板に成
型した。次いで成型円板を大気中１１５０℃で２時間仮
焼してバインダを燃焼させた。
さらに室温にまで冷却したのち水素１０容量％、窒素９
０容量％からなる還元雰囲気中にて１３５０〜１４５０
℃で２時間焼成した。引きつづき半導体磁器に、酸化ビ
スマス９０重量％、酸化銅１０重量％をワニスと重量比
にて１：１で混練したペーストを１０ｍ９ｒ塗布し、空
気中１１５０℃で１時間熱処理して結晶粒界に絶縁層を
形成した。
０容量％からなる還元雰囲気中にて１３５０〜１４５０
℃で２時間焼成した。引きつづき半導体磁器に、酸化ビ
スマス９０重量％、酸化銅１０重量％をワニスと重量比
にて１：１で混練したペーストを１０ｍ９ｒ塗布し、空
気中１１５０℃で１時間熱処理して結晶粒界に絶縁層を
形成した。
さらに半導体磁器の両平面に銀ペーストを塗布し、８０
０℃で３０分間焼付けして電極を形成してコンデンサを
作成した。このようにして得られたコンデンサの見掛誘
電率（ε）、誘電損失（Ｔａｎδ）、絶縁抵抗（ＩＲ）
、破壊電圧（Ｖ／！ｌ）および見掛誘電率の温度特性を
測定し、その結果を第１表に合わせて示した。
０℃で３０分間焼付けして電極を形成してコンデンサを
作成した。このようにして得られたコンデンサの見掛誘
電率（ε）、誘電損失（Ｔａｎδ）、絶縁抵抗（ＩＲ）
、破壊電圧（Ｖ／！ｌ）および見掛誘電率の温度特性を
測定し、その結果を第１表に合わせて示した。
なお、見掛誘電率、誘電損失は＋２５℃、周波数１ＫＨ
Ｚ１電圧０．３Ｖの条件で測定した値である。
Ｚ１電圧０．３Ｖの条件で測定した値である。
絶縁抵抗（１＋２５℃において試料に厚み単位ｍｌ当た
り直流電圧５０Ｖを印加した３０秒後における抵抗値を
示したものである。破壊電圧は＋２５℃において試料に
印加した直流電圧を昇圧したとき電流が急増する下限値
を示したものである。見掛誘電率の温度特性は＋２０℃
を基準として−３０℃〜＋８５℃の温度範囲においてそ
の変化率を表わしたものである。表中※印を付したもの
はこの発明範囲外のもの、それ以外はすべてこの発明範
囲内のものである。
り直流電圧５０Ｖを印加した３０秒後における抵抗値を
示したものである。破壊電圧は＋２５℃において試料に
印加した直流電圧を昇圧したとき電流が急増する下限値
を示したものである。見掛誘電率の温度特性は＋２０℃
を基準として−３０℃〜＋８５℃の温度範囲においてそ
の変化率を表わしたものである。表中※印を付したもの
はこの発明範囲外のもの、それ以外はすべてこの発明範
囲内のものである。
また、第１表中のＸ，ｙ，Ｚは４式のＸ，ｙ，Ｚの値を
示したものであり、（Ａ），（有）はそれぞれランタン
と、ニオブ、タンタルおよびタングステンのうち少なく
とも１種を示す。また第１表中のＡ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇおよびｈは第１図の各点を示す。実施例 ２ 実施例１の試料番号２と試料番号６のものにつ＊き焼成
温度を変化させて各電気特性を実施例１と同様に測定し
、その結果を第２表に示した。
示したものであり、（Ａ），（有）はそれぞれランタン
と、ニオブ、タンタルおよびタングステンのうち少なく
とも１種を示す。また第１表中のＡ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇおよびｈは第１図の各点を示す。実施例 ２ 実施例１の試料番号２と試料番号６のものにつ＊き焼成
温度を変化させて各電気特性を実施例１と同様に測定し
、その結果を第２表に示した。
上記した各実施例から明らかなようにこの発明によれば
、見掛誘電率が４８，０００以上と大きな値を有するも
のが得られ、誘電損失も１％以下と小さい。また、−３
０℃〜＋８５℃における見掛誘電率の変化力壮１０％以
下と温度特性が良好である。さらに高誘電率にもかかわ
らず破壊電圧は、７００Ｖ／属翼以上と大きな値を示す
。しかも絶縁抵抗も高い値を示す。また、焼成温度の変
化による特性の変化幅も小さく、焼成磁器間相互のくつ
つきも発生しないなど、高品質で特性のすぐれた粒界絶
縁型半導体磁器組成物が得られる。
、見掛誘電率が４８，０００以上と大きな値を有するも
のが得られ、誘電損失も１％以下と小さい。また、−３
０℃〜＋８５℃における見掛誘電率の変化力壮１０％以
下と温度特性が良好である。さらに高誘電率にもかかわ
らず破壊電圧は、７００Ｖ／属翼以上と大きな値を示す
。しかも絶縁抵抗も高い値を示す。また、焼成温度の変
化による特性の変化幅も小さく、焼成磁器間相互のくつ
つきも発生しないなど、高品質で特性のすぐれた粒界絶
縁型半導体磁器組成物が得られる。
第１図はこの発明の添加物の添加範囲を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン酸ストロンチウムまたはその固溶体が９４．
０〜９９．９重量％、ランタン（Ａ）が０．０５〜３．
０重量％、ニオブ、タンタルおよびタングステンのうち
少なくとも１種Ｂが０．０５〜３．０重量％で、かつ（
Ａ）、（Ｂ）がそれぞれ次に示す各点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、
ｅ、ｆ、ｇ、およびｈで囲まれるモル％の範囲にある半
導体磁器の結晶粒界に絶縁層が形成されていることを特
徴とする粒界絶縁型半導体磁器組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ２ 絶縁層はＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ
、Ｓｃ、Ｓｂ、ＢｉおよびＴｌのうち少なくとも１種以
上からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の粒界絶縁型半導体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53002532A JPS5910950B2 (ja) | 1978-01-12 | 1978-01-12 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53002532A JPS5910950B2 (ja) | 1978-01-12 | 1978-01-12 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5495175A JPS5495175A (en) | 1979-07-27 |
| JPS5910950B2 true JPS5910950B2 (ja) | 1984-03-12 |
Family
ID=11531984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53002532A Expired JPS5910950B2 (ja) | 1978-01-12 | 1978-01-12 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910950B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4367265A (en) * | 1981-04-06 | 1983-01-04 | North American Philips Corporation | Intergranular insulation type semiconductive ceramic and method of producing same |
-
1978
- 1978-01-12 JP JP53002532A patent/JPS5910950B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5495175A (en) | 1979-07-27 |
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